混凝土破壞全過程分析的擴展內嵌裂縫模型

吳建營，李鋒波，徐世烺（.浙江大學建筑工程學院，浙江杭州 30058；2.華南理工大學亞熱帶建筑科學國家重點實驗室，廣東廣州 5064）

?

混凝土破壞全過程分析的擴展內嵌裂縫模型

吳建營1，2，李鋒波1，徐世烺1
（1.浙江大學建筑工程學院，浙江杭州 310058；
2.華南理工大學亞熱帶建筑科學國家重點實驗室，廣東廣州 510641）

摘要：為解決傳統內嵌裂縫模型僅能考慮定常位移跳躍而導致的應力閉鎖問題，并保證裂縫張開位移在相鄰單元間的連續性，基于強不連續問題位移場的多尺度統一表述，選取具有明確物理意義的裂縫節點（裂縫與單元邊的交點）位移跳躍作為增強自由度，提出了適用于混凝土等準脆性材料和結構破壞全過程分析的擴展內嵌裂縫模型，并給出了其有限元實現方法。對楔入劈拉試驗Ⅰ型和單邊缺口梁混合型破壞等混凝土標準試驗進行了數值分析，得到的裂縫路徑和荷載位移曲線均與試驗結果或文獻結果吻合良好，驗證了模型理論的有效性，同時分析結果也表明該模型具有較高的粗網格精度和良好的數值健壯性。

關鍵詞：混凝土；損傷與破壞；內嵌裂縫模型；應力閉鎖；有限元方法

混凝土在高層建筑、高速鐵路、高速公路、水工結構、橋梁涵隧等重大土木工程結構中應用十分廣泛。作為典型的準脆性材料，混凝土裂縫的非線性演化和擴展是導致結構完整性降低甚至發生破壞的罪魁禍首，因此，保證混凝土結構安全服役必須全面地掌握裂縫，并客觀準確地反映裂縫非線性演化對材料力學性能劣化和結構損傷破壞過程的影響規律。……